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第1章 质点运动学1

1.1 质点运动的描述1

1.1.1 参考系 质点1

1.1.2 质点运动的矢量描述2

1.2 曲线运动5

1.2.1 圆周运动5

1.2.2 一般曲线运动9

1.3 运动学的基本问题10

1.4 相对运动12

阅读材料一 水桶实验中的时空观14

本章提要18

思考题19

习题19

第2章 牛顿运动定律与力21

2.1 牛顿运动定律22

2.1.1 牛顿第一运动定律22

2.1.2 牛顿第二运动定律22

2.1.3 牛顿第三运动定律24

2.2 几种常见的力24

2.2.1 万有引力 重力24

2.2.2 弹性力25

2.2.3 摩擦力25

2.3 牛顿运动定律的应用举例26

阅读材料二 科里奥利力30

本章提要33

思考题33

习题33

第3章 质点系动力学36

3.1 动量守恒定律36

3.1.1 质点的动量定理37

3.1.2 质点系的动量定理38

3.1.3 动量守恒定律39

3.2 功和功率41

3.2.1 恒力做功41

3.2.2 变力做功42

3.2.3 合力做功42

3.2.4 几种常见的力做功43

3.2.5 功率44

3.3 动能定理45

3.3.1 质点的动能定理45

3.3.2 质点系的动能定理47

3.4 势能 机械能守恒定律48

3.4.1 保守力与非保守力48

3.4.2 势能49

3.4.3 机械能守恒定律50

3.4.4 能量守恒定律51

3.5 碰撞52

阅读材料三 对称性·守恒律·牛顿定律53

本章提要54

思考题56

习题56

第4章 刚体力学基础58

4.1 刚体运动的描述59

4.1.1 平动59

4.1.2 定轴转动59

4.2 力矩 转动定律 转动惯量61

4.2.1 力矩61

4.2.2 转动定律62

4.2.3 转动惯量62

4.2.4 角动量定理66

4.2.5 角动量守恒定律67

4.3 刚体定轴转动的动能定理68

4.3.1 力矩做功69

4.3.2 刚体绕定轴转动的动能定理69

4.4 刚体力学综合应用70

阅读材料四 陀螺的进动75

本章提要77

思考题77

习题78

第5章 机械振动和机械波81

5.1 简谐振动的基本特征82

5.1.1 简谐振动82

5.1.2 运动学特征83

5.2 描述简谐振动的特征量83

5.3 简谐振动的旋转矢量图表示法86

5.4 简谐振动的能量87

5.5 简谐振动的合成87

5.6 机械波的产生和传播90

5.6.1 机械波产生的条件90

5.6.2 波线与波面91

5.6.3 描述机械波的特征量91

5.7 平面简谐波的波动方程及其物理意义92

5.7.1 平面简谐波的波动方程92

5.7.2 波动方程的物理意义93

5.8 波的能量94

5.9 惠更斯原理 波的衍射95

5.9.1 惠更斯原理95

5.9.2 波的衍射96

5.10 波的干涉96

5.10.1 波的叠加原理96

5.10.2 波的干涉97

5.10.3 驻波98

阅读材料五 频谱分析 超声和次声波100

本章提要102

思考题103

习题104

第6章 气体动理论107

6.1 热运动的描述108

6.1.1 平衡态和平衡过程108

6.1.2 气体的状态参量108

6.1.3 理想气体的状态方程110

6.2 理想气体的压强公式110

6.2.1 理想气体的微观模型与统计假设111

6.2.2 理想气体的压强公式111

6.2.3 理想气体温度的微观解释113

6.3 能量均分定理 理想气体的内能114

6.3.1 自由度114

6.3.2 能量按自由度均分定理115

6.3.3 理想气体的内能116

6.4 麦克斯韦气体分子速率分布律117

6.4.1 测定气体分子速率分布的实验118

6.4.2 麦克斯韦分子速率分布定律119

6.4.3 气体分子的三种统计速率120

6.5 玻耳兹曼能量分布律121

6.6 分子的平均碰撞次数和平均自由程122

6.6.1 平均碰撞次数123

6.6.2 平均自由程124

6.7 气体的迁移现象125

6.7.1 黏滞现象125

6.7.2 热传导现象125

6.7.3 扩散现象126

阅读材料六 超流体127

本章提要128

思考题129

习题130

第7章 热力学基础133

7.1 准静态过程133

7.1.1 准静态过程的定义133

7.1.2 功134

7.1.3 热量135

7.1.4 内能135

7.1.5 热力学第一定律136

7.2 热力学第一定律在理想气体中的应用137

7.2.1 等体过程气体的摩尔定体热容137

7.2.2 等压过程 气体的摩尔定压热容138

7.2.3 等温过程139

7.2.4 绝热过程140

7.3 循环过程 卡诺循环143

7.3.1 循环过程143

7.3.2 热机与热机效率144

7.3.3 制冷机工作原理与制冷系数144

7.3.4 卡诺循环146

7.4 热力学第二定律147

7.4.1 热力学第二定律的两种表述148

7.4.2 热力学第二定律两种表述的等效性148

7.4.3 可逆过程和不可逆过程149

7.4.4 卡诺定理150

7.5 熵和熵增加原理150

7.5.1 熵150

7.5.2 熵增加原理152

7.5.3 热力学第二定律的统计意义153

7.5.4 玻耳兹曼熵153

阅读材料七 熵与能源154

本章提要156

思考题158

习题159

习题参考答案163

参考文献167

附录Ⅰ 国际单位制168

附录Ⅱ 常用基本物理数据170

附录Ⅲ 空气、水、地球、太阳系常用数据172

附录Ⅳ 物理量的名称符号和单位173